We show that when the electron and hole densities are unbalanced, observable nonlinear anomalous Hall effect and current-induced orbital magnetization appear at zero magnetic field in the weak charge ordering (CO) state of an organic two-dimensional Dirac fermion system, a-(BEDT-TTF)2I3. These current-induced phenomena are caused by a finite Berry curvature dipole resulting from inversion symmetry breaking and Dirac cone tilting. In the actual system, however, these effects are canceled out between different types of inversion asymmetric CO domains. To avoid the cancellation, we propose a new experimental method to realize the selective formation of a single type of domain using the current-induced magnetization.
Observation of Possible Nonlinear Anomalous Hall Effect in Organic Two-Dimensional Dirac Fermion System
本文报道了多层有机导体$α$-（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$在电荷序（CO）绝缘相的临界压力下跃迁到二维（2D）无质量狄拉克费米子（DF）相时的非线性反常霍尔效应（NLAHE）.我们成功地提取了有限的非线性霍尔电压正比于平方电流在零磁场。所观察到的NLAHE功能，目前的方向依赖性和相关性与CO，是一致的，与以前的估计假设二维大规模DF与一对倾斜的狄拉克锥。这是首次在有机导体中观察到拓扑输运，也是第一个在电子相中具有自发对称性破缺的NLAHE的例子。
Quantum Phase Transition in Organic Massless Dirac Fermion System $α $-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$ under pressure
研究了高压下强电子关联对无质量Dirac费米子系统$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$的影响.在这种有机盐中，人们可以通过改变压力来控制电子关联，并进入无质量狄拉克费米子相和电荷有序相之间的量子临界点。我们从理论上研究了该系统的电子结构，应用从转子理论，发现费米速度降低，而不产生质量间隙接近量子临界点时，从无质量的狄拉克费米子相。我们表明，费米速度的压力依赖性是在良好的定量协议的实验结果，其中费米速度是由分析的Shubnikov-de Haas振荡的掺杂样品。我们的结果意味着，即使在强电子关联的情况下，无质量狄拉克费米子系统也表现出量子相变而不产生质量间隙。
Universal Behavior of Magnetoresistance in Organic Dirac Electron Systems
有机无质量Dirac电子系统的面内磁电阻效应（OMDES）$α$ -（BEDT-TTF）$_2$、$_3$和$θ$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$除了OMDES $α$的可能候选者之外-（BETS）$_2$、$_3$和$α$ -（BEDT-STF）$_2$ I $_3$在静水压力下进行了研究。在垂直于二维平面的低磁场下，我们发现了平面内磁电阻的普遍行为。对于$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$，用温度、磁场及其方向等参数检验了其普适性。我们认为，当热能超过能隙时，即使对于中等压力下的带隙态$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$，也存在普适磁电阻行为.
Predicted novel type of photoinduced topological phase transition accompanied by collision and collapse of Dirac-cone pair in organic salt $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
自从在石墨烯中预言了Dirac-电子系统的光致拓扑相变以来，光致拓扑相变引起了广泛的研究兴趣。圆偏振光的应用在Dirac点处打开了一个能隙，通过打破时间反演对称性使系统成为拓扑非平凡的Chern绝缘体相。然而，大多数先前研究的二维狄拉克系统中的现象基本上是基于相同的物理机制，即，用圆偏振光在狄拉克电子带中产生能隙，缺乏物理上的多样性。本文从理论上预言了有机盐$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$中一种新型的伴随着带隙Dirac点碰撞和坍缩的光致拓扑相变。通过建立该化合物的Floquet理论，我们证明了椭圆偏振光的照射通过光致能带形变和能带坍缩引起Dirac点的碰撞，最终导致当椭圆轴相对于晶轴成特定角度时，从具有带隙Dirac锥的拓扑半金属到正常绝缘体的拓扑相变.我们认为，这种新的光致相变可以通过测量霍尔电导率的实验检测。本文的工作丰富了光致拓扑相变的基础物理，有助于这一快速发展的研究领域的发展。
Electronic Properties Close to Dirac Cone in Two-Dimensional Organic Conductor $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
在二维有机导体$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$盐体系中发现了零能隙态（ZGS）。本文详细分析了ZGS的特性，并研究了导带和价带简并形成零带隙的接触点附近的电子性质。能带的本征向量具有各自位点的四个分量，其中两个对应于不等价位点，另外两个对应于等价位点。结果表明，前者表现出一个奇异的动量依赖性周围的接触点和后者显示几乎恒定的依赖性。计算了费米点附近各位置的态密度，揭示了局域磁化率和局域核磁弛豫率随温度的变化关系。此外，ZGS对阴离子电位的鲁棒性也显示通过使用二阶微扰。
Analysis of Dirac Point in the Organic Conductor $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
使用具有最近邻转移能和每个单元电池四个分子的紧束缚模型分析了压力下有机导体$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$中的狄拉克电子。通过注意到第一和第二能带之间的狄拉克点出现或合并，随后是在时间反演不变动量（TRIM）处的能级交叉，基于TRIM处的这两个波函数导出有效哈密顿量，这两个波函数具有与围绕反演中心的反演对称性相关联的不同宇称。我们证明了狄拉克点是由两种线的交叉点所确定的，这两种线来自于由TRIM周围的对称和反对称函数所描述的哈密顿量。本方法定量地给出了$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$在较宽压力范围内Dirac点的合理位置。
Ambient-Pressure Organic Dirac Electron State in $α$-(BETS)$_2$AuCl$_2$
Graduate School of Science and Engineering, Saitama University（埼玉大学理工学研究科）；Research and Development Bureau, Saitama University（埼玉大学研发局）；Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）
Is there a common theme behind the correlated-electron superconductivity in organic charge-transfer solids, cobaltates, spinels and fullerides?
我们认为，在上述看似非常不同的材料之间存在着深刻而根本的关系。导电有机电荷转移固体和层状钴酸盐中电子行为的载流子浓度依赖性非常相似。这些依赖性可以在一个单一的理论模型中得到解释，即具有显著最近邻库仑排斥的扩展哈伯德哈密顿量。有趣的是，钴酸盐中的超导性似乎被限制在能带填充精确或接近四分之一，就像在有机物中一样。我们表明，动态Jahn-Teller效应和由此产生的轨道排序可以导致1/4填充带描述超导尖晶石和富勒烯，这表明强电子-电子和电子-声子相互作用的证据。反铁磁晶格扩张bcc M $_3$ C $_{60}$和超导体中的轨道排序在我们的模型中是不同的。强关联、四分之一填充带和晶格阻挫是这些不寻常超导体的共同特征。
Inversion Symmetry and Wave-Function-Nodal-Lines of Dirac Electrons in Organic Conductor alpha-(BEDT-TTF)_2I_3
通过对有机导体α-（BEDT-TTF）_2I_3的近邻紧束缚模型的研究，发现由于反演对称性，波函数（WF）的每个分量在布里渊区都有节线（NLs）。在没有任何带交叉的情况下，每个NL连接两个时间反演不变动量（TRIM）作为伙伴。在存在一对狄拉克点（带交叉）的情况下，对于每个交叉的带和每个WF分量，存在通过没有伙伴的TRIM连接这对狄拉克点的NL。这第二种NL导致WF的非零分量的不连续符号变化。这样的性质是在围绕一个狄拉克点的围道积分上积累的+/- pi Berry相位的原点。最后以上述3/4填充带导体的WFs分量为例进行了数值计算。
Observations of $ν=1$ Quantum Hall Effect and Inter-Band Effects of Magnetic fields on Hall Conductivity in Organic Massless Dirac Fermion System $α$-(BETS)$_2$I$_3$ under Pressure
本文在压力下的 α-(BETS)₂I₃ 有机无质量 Dirac 费米子体系中观测到 ν=1 量子 Hall 态，并通过化学势跨越 Dirac 点揭示了磁场对 Hall 电导率的带间效应。
Helical Edge Transport in the ν= 0 Quantum Hall Ferromagnetic State of an Organic Dirac Fermion System
University of Tokyo（东京大学）；Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；National Institute for Materials Science（国立材料科学研究所）；Ewha Womans University（梨花女子大学）
Gap opening mechanism for correlated Dirac electrons in organic compounds $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$ and $α$-(BEDT-TSeF)$_2$I$_3$
为了确定电子关联如何在有机化合物$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$ [ $α$ -（ET）$_2$ I $_3$ ]和$α$ -（BEDT-TSeF）$_2$ I $_3$ [ $α$ -（BETS）$_2$ I $_3$ ]中打开二维无质量狄拉克电子的能隙，我们推导并分析了这两种化合物的$ab$ $initio$低能有效哈密顿量。我们发现在$α$ -（ET）$_2$ I $_3$中，水平条纹电荷有序在无质量的狄拉克电子中打开了一个能隙，而在$α$ -（BETS）$_2$ I $_3$中出现了一个没有明显对称破缺的绝缘相.我们澄清了各向异性转移积分和电子相关性的组合引起自旋相关性的降维，即，一维自旋关联在$α$ -（BETS）$_2$ I $_3$中发展。我们证明了一维自旋关联在无质量的狄拉克电子中打开了一个能隙。我们的发现为利用强电子关联打开无质量狄拉克电子的能隙铺平了道路。
Orbital Selectivity and Magnetic Ordering in Fe intercalated Dirac Semimetal Bi$_2$Se$_3$
本文采用第一性原理能带结构计算方法结合动力学平均场论研究了Fe在Bi $_2$ Se $_3$范德华能隙中的嵌入效应对磁性和输运性质的影响。电子相关性和自旋轨道耦合效应的夹杂物被发现在一个插层的Bi $_2$ Se $_3$的铁磁性能的出现。此外，通过在中等密度下插入Fe，可以改变硒化铋能带结构中的狄拉克锥。伴随着新的结构效应，Fe 3 $d$轨道上的轨道选择性金属绝缘体转变的开始导致了Fe插层Bi $_2$ Se $_3$的磁相变.此外，我们还探讨了轨道间电子-电子相关性对磁有序的依赖性以及嵌入在建立新的物理性质中的作用。
Effect of Coulomb Interaction on Seebeck Coefficient of Organic Dirac Electron System $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
受最近热电效应研究结果的启发，我们显示了库仑相互作用的Seebeck系数的基础上扩展的哈伯德模型，描述了一个轻微掺杂的有机狄拉克电子系统，$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$的电子态的影响。结果表明，库仑相互作用的Hartree项增强了电子-空穴能量能带结构的不对称性，改变了杂质散射对弛豫时间的能量依赖性，从而反映了态密度的形状.因此，塞贝克系数表现出非单调的$T$的依赖性，定性与实验结果一致。此外，我们还表明，塞贝克系数和霍尔系数的符号计算的线性响应理论不一定对应的符号的化学势使用修改后的Weyl模型与电子空穴不对称。这些结果指出，通过强库仑相互作用改变电子-空穴的不对称性，有可能控制Dirac电子系统中Seebeck系数的符号和大小.
Predicted Photo-Induced Topological Phases in Organic Salt $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
从理论上预测了有机盐$α$ -（BEDT-TTF）$_2$ I $_3$的光诱导拓扑相的出现及其相变，该化合物的能带结构具有倾斜的狄拉克锥.利用Floquet定理分析了描述BEDT-TTF层中传导电子的光驱动紧束缚模型，证明了圆偏振光的照射在Dirac点处打开一个能隙，系统最终变成一个量子化拓扑不变量的Chern绝缘体.在光的振幅和频率平面上得到了一个丰富的相图，其中包含了Chern绝缘体相、半金属相和正常绝缘体相。我们发现，光致霍尔电导率提供了一个敏感的手段来检测预测的相位演化实验。这项工作有助于通过拓宽目标材料的范围，表现出光诱导的拓扑相变发展的光学操纵的电子状态的物质。
Measuring Motional Dynamics of (CH$_3$)$_2$ NH$_2^+$ in the Perovskite-Like Metal--Organic Framework [(CH$_3$)$_2$ NH$_2$][Zn(HCOO)$_3$]: The Value of Low-Frequency Electron Paramagnetic Resonance
Importance of Spin-Orbit Coupling in Organic BEDT-TTF and BEDT-TSF Salts
研究了$α$和$κ$相BEDT-TTF和BEDT-TSF有机盐的自旋轨道耦合效应。相反的假设，SOC在有机物中是可以忽略不计的，由于轻的C，S，H原子，我们在几个代表性的情况下，这样的相互作用的相关性。在弱关联区，SOC主要表现在简并带接触点处能隙的打开。这种效应对于诸如$α$ -（ET）$_2$ I $_3$的狄拉克半金属变得特别重要。此外，在磁绝缘相中，SOC导致额外的各向异性交换相互作用，这为量子自旋液体候选物$κ$ -（ET）$_2$ Cu $_2$（CN）$_3$的有争议的场诱导行为提供了令人信服的解释。最后，我们讨论的重要性SOC的低能量的有机物的属性的描述。
